本安和隔爆型仪表选型及电缆选型

2 比如双氧水装置 根据电气专业防爆区域划分图 最高为 1 区 从理论上说用隔爆仪表 应该也没问题 但是设计考虑会用本安仪表 形成本安仪表回路 不知道除了上面的附件 中文件 是否还有其他依据 3 再给一篇网上论文 如下 仪表本安防爆技术以及在化工现场的应用 1 引言 在许多化工工业过程中 需要处理一些易燃易爆的工艺介质 为确保人员生命和生产 装置的财产安全 防爆技术已经应用于各个行业及相关专业 形成一系列的行业 国家和 国际标准 并随着工业的发展而发展 对于自动化仪表 最常用的防爆形式是本安型 隔 爆型和增安型 由于电子技术的飞速发展和低功耗电子器件的不断诞生 本安防爆技术的 得到了更为广阔的推广和应用 特别是由于本质安全型 简称本安型 防爆形式与其他防爆 形式相比 不仅具有结构简单 适用范围广 而且还具有易操作和维护方便等特点 因此 这种通过抑制点火源能量为防爆手段的本安型防爆仪表已被制造商和用户接受 2 本质安全防爆技术的原理与特点 2 1 本质安全防爆技术的原理 本安防爆技术实际上是一种低功率设计技术 例如对于氢气 C 环境 必须将电路功 率限制在 1 3W 左右 由此可见 本安技术能很好的适用于工业自动化仪表 针对电火花和热效应是引起爆炸性危险气体爆炸的主要引爆源 本质安全技术通过限 制电火花和热效应这两个可能的引爆源来实现防爆 在正常工作和故障状态下 当仪表产 生的电火花或热效应的能量小于一定程度时 低度表不可能点燃爆炸性危险气体而产生爆 炸 它实际上是一种低功率设计技术 原理是从限制能量入手 可靠地将电路中的电压和 电流限制在一个允许的范围内 以保证仪表在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情 况下产生的电火花和热效应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸 通常对于氢气 环境 也就是危险程度最高 最易爆的环境 必须将功率限制在 1 3W 以下 国际电工委 员会 IEC 规定 在危险程度最高的危险场所 0 区 只能采用 Ex ia 等级的本安防爆技术 因 此 本质安全防爆技术是一种最安全 最可靠 适用范围最广的防爆技术 本质安全型仪 表设备按安全程度和使用场所不同 可分为 Ex ia 和 Ex ib Ex ia 的防爆级别高于 Ex ib Ex ia 级本质安全仪表在正常工作状态下以及电路中存在两起故障时 电路元件不会发 生燃爆 在 ia 型电路中 工作电流被限制在 100mA 以下 适用于 0 区 1 区和 2 区 Ex ib 级本质安全仪表在正常工作状态下以及电路中存在一起故障时 电路元件不发生 燃爆炸 在 ib 型电路中 工作电流被限制在 150mA 以下 适用于 1 区和 2 区 2 2 本质安全防爆技术的特点 1 不需要设计制造工艺复杂 体积庞大且又笨重的隔爆外壳 因此 本安仪表具有 结构简单 体积小 重量轻和造价低等特点 据资料 建立一个本安型和隔爆型开关传输 回路的费用之比约为 1 4 2 可在带电情况下进行维护 标定和更换仪表的部分零件等 3 安全可靠性高 本安仪表不会因为紧固螺栓的丢失或外壳结合面锈蚀 划伤等人 为原因而降低仪表的安全可靠性 4 由于本安防爆技术是一种 弱电 技术 因此 本安仪表的使用可以避免现场工 程技术人员的触电伤亡事故的发生 5 适用范围广 本安技术是唯一可适用于 0 区危险场所的防爆系统 6 对于像热电偶等简单设备 不需特别认证即可接入本安防爆系统 可见 与其他任何防爆型式相比 采用本安防爆技术可给工业自动化仪表带来技术上 的突出特点 3 本安防爆技术在过程自动化工程中的应用 本质安全防爆系统由三部分组成 现场本质安全仪表 本质安全电缆及本质安全关联设 备 现场仪表包括各种安装在危险场所的一次检测仪表 以两线制变送器为代表的本质安 全点电缆带有专用接地线 以耐久性的纯蓝色与其它电缆相区别 关联设备包括齐纳式安全 栅 隔离式安全栅 其他形式的具有限流 限压功能的保护装置 能将窜入到现场本安设 备的能量限制在安全值内 从而确保现场设备 人员和生产的安全 系统回路以安全栅为界分为本质安全电路和非本质安全电路 从安全栅通过本质安全 电缆连接到现场仪表所构成的电路为本质安全电路 从安全栅到 DCS 以及到供电电源的电路 为非本质安全电路 4 本质安全的防爆认证 4 1 本安防爆是整体防爆的概念 对构成系统的现场设备 安全栅必须经过国家授权认证机构防爆认证 同时需要认证 机构签发的本安仪表和安全栅的联合取证确认该本安回路的安全性 现场设备为简单设备 时无需本安认证 即可与已取得本安认证的安全栅配合构成本安防爆回路 简单设备是指 触点开关 热电偶 热电阻 发光二极管以及桥路等 设备中不含储能元件 4 2 本质安全回路防爆认证的原则 现场本安设备 安全栅认证参数要匹配 其中 Uoc 最高开路电压在最高允许电压范围内本安端开路时电压最大值 Isc 最大短路电流在最高允许电压范围内本安端短路时电流最大值 Ca 允许分布电容保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电容 La 允许分布电感保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电感 Ui 最高输入电压施加到本质安全现场仪表上 不会使本质安全性能失效的最高电压 Ii 最高输入电流 施加到本质安全现场仪表上 不会使本质安全性能失效的最大电流 C 最大内部电容现场本安仪表内总等效电容 Li 最大内部电感现场本安仪表内总等效电感 Cc 本安电缆的分布电容 Lc 本安电缆的分布电感 5 本质安全仪表及回路的特殊要求 5 1 对接地的要求 本质安全型仪表系统必须具有可靠的独立接地 整个自动化仪表系统有四种类型的接 地 本质安全型仪表系统接地 信号回路接地 屏蔽接地和保护接地 信号回路接地与屏蔽 接地可共用一个单独的接地极 本质安全仪表系统需独立设置接地系统 与其它接地网相 距 5m 以上 一般要求本质安全地的接地电阻小于 1Q 其它两种接地电阻按设计或规范要 求一般在 4Q 以下 保护接地可接到电气工程低压电气设备的保护接地网上 5 2 对连接电缆的要求 从系统布线工程角度考虑 由于连接电缆存在分布电容和分布电感 使连接电缆成为 储能元件 它们在信号传输过程不可避免地存储能量 一旦当线路出现开路或短路时 这 些储能就会以电火花或热效应的形式释放出来 影响系统的本安性能 因此既要保证连接 传输电缆不会受到外界电磁场干扰影响及与其他回路混触 又要限制布线长度和感应电动 势所带来的附加非本安能量 依此来确定电缆的允许分布电容和允许分布电感 世界各防 爆检验机构主要采取以集中参数的方式考虑电缆分布参数的方法 连接电缆本安性能的基本参数如下 电缆最大允许分布电容 Ci Cc Ck L 电缆最大允许分布电感 Lc Lc Lk L 式中 Ck 电缆单位长度分布电容 Lk 电缆单位长度分布电感 L 实际配线长度 本质安全电缆是一种低电容 低电感的电缆 与其它电缆相比具有优异的屏蔽性能和 抗干扰性能 适用于爆炸危险场所及其它防爆安全要求较高的场合 在使用中应注意以下 几点 1 本安线路内的接地线与屏蔽连接线要可靠绝缘 2 信号回路的接地点应在控制室侧 当采用接地型热电偶和检测部分已接地的仪表 时 控制室侧不再接地 3 屏蔽电缆的备用芯线与电缆的屏蔽层 应在同一侧接信号回路地 5 3 设备温度等级 设备温度等级规定了设备表面的最高允许温度值 见表 2 这主要基于技术和经济上 的考虑 在绝大部分情况下 有较低温度等级的设备购买和安全方面费用较高 通过比较 选用本安设备将更加有效和经济 直接安装在危险场所的本安设备需要考虑设备温度等级 而关联设备不需要进行设备温度等级的部分 设备温度等级一定要小于使用在该危险场所 环境中可燃物质的点燃温度 否则会引起燃烧爆炸 5 4 本安电气设备的选用原则 1 简单设备 按照 GB3836 4 2000 防爆标准规定 对于电压不超过 1 2V 电流不超过 0 1A 其功率不超过 25mW 的电器设备可视为简单设备 他们的典型特点是仪表设备的内 部等效电感 Li 0 内部等效电容 Ci 0 此类设备可直接应用在现场 2 本安电气设备 安装于危险场所的现场设备 必须明确以下问题 是否已按照 DB3836 1 2000 和 GB3836 4 2000 要求设计并已被国家防爆检验机构认 可的本安电气设备 防爆标志规定的等级是否适用于使用的危险场所的安全要求 本安电路是否接地或接地部分的本按电路是否与安全栅接口部分的有电路加以有效 隔离 信号传输的方式及本安电气设备的最低工作电压和回路正常工作电流 在明确以上问题的基础上 选择相对应的安全栅 3 安全栅的选用原则 安全栅的防爆标志等级必须不低于本安现场设备的防爆标志等级 确定安全栅的端电阻及回路电阻可以满足本安现场设备的最低工作电压 安全栅的本安端安全参数能够满足 Uoc Ui Isc Ii Ca Ci Cc La Li Lc 的要求 安全栅要与本安现场仪表的安全极性及信号传输方式相匹配 做好相应的保护工作 避免安全栅的漏电电流影响本安现场设备的正常工作 6 结束语 虽然本安型仪表在仪表匹配 电缆的使用和接地等方面有许多特殊的要求 但随着微 电子技术 微处理器技术的迅速发展 工业自动化仪表已趋于低功耗 电子化 小型化发 展 更加容易实现本质安全 综上所述 对于自动化仪表而言 本安防爆技术是一种比较 理想的防爆技术 它也必将被广泛应用于现场总线智能化仪表及现代工业自动化控制系统 中 4 再补充一个坑爹的做法 仪表设计为本安仪表 配有安全栅 开的材料为本安电缆 现场人员买回来一般电缆 KVVP 不防爆 设计场所为 1 区 从理论上上说 隔爆与本安都没关系 人家就在那纠结说为什 么要设计为本安 第一 本安防爆为回路概念 三个环节 现场本安仪表 本安电缆 本安关联设备 一个 失效即没有什么意义 第二 这是本安仪表和隔爆仪表价格等方面比较 本安仪表与隔爆仪表的区别在于电路和表壳结构 材质上 本安仪表的电路板上应有专门的限制能量电路 而隔爆仪表在电路设计上不用考虑限制能 量的电路 本安仪表在电路板上有限制能量的专门设计 故此类仪表的外壳制造结构就无需考虑其密 封问题 保证防护等级即可 而隔爆仪表在电路板上不考虑限制能量设计 故此类仪表的 外壳制造结构的密封要求相当高 外壳材质应满足抗暴要求 从上面来看 单纯从电路上比较 本安仪表和隔爆仪表价格没有太大的区别 但从外壳结 构 材质上比较 隔爆仪表要比本安仪表贵 m k6 l0 G l0 I a B 本安仪表要与安全栅 本安电缆构成本安回路 这样加起来考虑价格可能比隔爆可能要贵 5 总的来说应该根据防爆区域划分图 装置一般设计 应用经验 装置内情况分析 比如双 氧水装置 存在氢气 可能分解氧浓度超限的情况 即使在 1 区 本安设计可能更可靠 坑爹做法最好的是建议换电缆 X1 S J7 j7 h a I6 本安电缆和非本安电缆 非原创引自其余帖子 做一个引申 个人 你认为比较中肯 l 本安电缆和非本安电缆有什么区别 在我看来 就是本安电缆是蓝色的 在电缆本身的结 构和材料上的区别是什么呢 l 一般选用了本安仪表 就是本质安全型的 就不会产生火花 那用普通的电缆应该就是安 全的 为什么还需要用本安电缆 本安电缆的作用是什么呢 本质安全电缆对分布电容 分布电感有要求 限制了电缆中的储能 电缆也是储能元件 本质安全电缆的使用是为了便于工程实施 在一定的距离之内使用具有认证的本质安全电 缆 无需进行本质安全回路计算 因此项目中本质安全回路均采用本质安全电缆 这样 就可以理解其实即使是本质安全回路也可以使用非本质安全电缆的条件是 在一定距离范 围之内 这要根据电缆及回路中其他器件的参数而定 通过计算如果回路的储能